Șuruburile din oțel inoxidabil pot fi proiectate pentru a satisface cerințele specifice ale aplicațiilor de înaltă presiune sau la temperaturi înalte, prin mai multe proiectări cheie și considerente materiale. Mai jos sunt factorii care influențează performanța lor în aceste medii solicitante:
1. Selectarea materialelor
Rezistență la temperatură ridicată: Alegeți grade din oțel inoxidabil cu o rezistență la temperatură mai ridicată, cum ar fi gradul 316 sau gradul 321, care conțin niveluri mai mari de molibden sau titan pentru o mai bună rezistență la căldură și oxidare. Aceste grade funcționează bine în aplicațiile în care temperaturile depășesc 500 ° F (260 ° C) și pot rezista la expansiunea termică fără a pierde rezistența.
Aliaje rezistente la căldură: pentru temperaturi extreme, pot fi utilizate aliaje speciale, cum ar fi Inconel sau Hastelloy, deoarece oferă o rezistență superioară la fluaj, oxidare și oboseală termică la temperaturi ridicate.
2. Proiectarea firului și geometria
Distribuția tensiunii: pentru a vă asigura că șuruburile pot gestiona medii de înaltă presiune, proiectarea firului ar trebui să se concentreze pe distribuția uniformă a tensiunii. Folosirea firelor fine (spre deosebire de firele grosiere) poate oferi o rezistență la tracțiune mai bună și o rezistență la dezbrăcare în condiții de înaltă presiune.
Fire mai lungi sau inserții filetate: Pentru aplicațiile care necesită o capacitate ridicată de încărcare, fire mai lungi sau utilizarea inserțiilor filetate poate ajuta la distribuirea presiunii mai uniform pe suprafață, reducând riscul de eșec.
3. Dimensiunea șurubului și rezistența
Rezistență la tracțiune: Șuruburi din oțel inoxidabil ar trebui să fie aleasă cu o rezistență suficientă la tracțiune pentru a gestiona atât forțele axiale, cât și cele de forfecare prezente sub presiune ridicată. Oțelurile inoxidabile cu rezistență mai mare, cum ar fi pH-ul de gradul 17-4, pot fi necesare pentru aplicațiile în care șuruburile sunt supuse unor sarcini sau presiuni mai mari.
Diametrul și lungimea: diametrul și lungimea șuruburilor trebuie selectate pentru a gestiona forțele aplicate. Pentru aplicații de înaltă presiune, diametrele mai mari pot oferi mai multă suprafață pentru a distribui mai bine presiunea și a preveni defecțiunea. Lungimea trebuie să fie suficientă pentru a se asigura că șurubul va menține componentele în siguranță sub presiunea aplicată.
4. Tratament termic
Recuperare sau soluție Tratament termic: Șuruburile din oțel inoxidabil utilizate în mediile cu temperaturi ridicate ar trebui să fie recuperate sau tratate cu soluție pentru a ameliora tensiunile interne și pentru a-și îmbunătăți rezistența la ductilitate și coroziune. Tratamentul termic îmbunătățește, de asemenea, capacitatea șurubului de a rezista deformării fluajului și de a -și menține forma la temperaturi ridicate prelungite.
Preîncărcare: Asigurarea că șurubul este preîncărcat în mod corespunzător în timpul instalării va ajuta la menținerea integrității sale în condiții de înaltă presiune. Cuplul controlat sau tensiunea asigură că șurubul rămâne sub o forță continuă, împiedicând slăbirea și scurgerea în sistemele de înaltă presiune.
5. Tratamente de suprafață
Acoperiri: Mediile de înaltă presiune și la temperaturi ridicate expun adesea șuruburile la uzura și coroziunea extremă. Acoperirile precum ceramică sau PTFE (politetrafluoroetilenă) pot îmbunătăți rezistența la ciclismul termic și oxidarea. Aceste acoperiri ajută la reducerea frecării și a uzurii, oferind în același timp o rezistență suplimentară la coroziune.
Pasivare: Șuruburile pot suferi un proces de pasivare pentru a îmbunătăți rezistența la coroziune a oțelului inoxidabil, în special în mediile expuse la condiții acide sau bogate în clorură. Pasivarea șurubului se asigură că stratul de oxid de pe suprafață este lipsit de contaminanți, reducând riscul de fisură de coroziune a stresului sub presiune ridicată.
6. Sistem de șuruburi și fixare
Aranjament de șuruburi: În aplicații de înaltă presiune, șuruburile pot fi utilizate în aranjamente cu șuruburi multiple (cum ar fi conexiunile cu flanșă). Proiectarea ar trebui să asigure chiar încărcarea pe întregul set de șuruburi pentru a preveni tensiunile localizate. Mai multe elemente de fixare sunt adesea necesare pentru a distribui presiunea uniform și pentru a reduce riscul de eșec la orice șurub.
Mecanisme de blocare: Mediile de înaltă presiune necesită adesea blocarea, șaibele de blocare sau adezivii de blocare a firului pentru a preveni desfacerea șuruburilor în timp din cauza vibrațiilor sau a ciclismului termic.
7. Rezistență la stres și oboseală
Rezistența la oboseală: Șuruburile din oțel inoxidabil în medii de înaltă temperatură sau de înaltă presiune sunt adesea expuse la încărcarea ciclică, ceea ce poate duce la o defecțiune a oboselii. Selectarea șuruburilor cu o rezistență îmbunătățită la oboseală (cum ar fi aliaje cu rezistență mai mare) sau creșterea diametrului și adâncimii filetului poate ajuta la atenuarea riscului de fisurare a oboselii.
Creep de presiune ridicată și temperatură: Creep se referă la deformarea lentă a unui material sub stres constant în timp. Șuruburile în medii de înaltă presiune, la temperaturi ridicate trebuie să fie proiectate cu materiale care prezintă rate scăzute de fluier, cum ar fi oțel inoxidabil tratat termic sau aliaje specializate.
8. Controlul calității și testarea
Testare înaltă presiune: Pentru a se asigura că șuruburile respectă standardele necesare, acestea ar trebui să fie supuse testării hidraulice sau pneumatice la niveluri de presiune care reproduc condițiile operaționale. Aceste teste confirmă faptul că șuruburile pot rezista la etanșarea rezistenței la scurgeri și pot menține integritatea structurală sub presiunea din lumea reală.
Testarea materialelor: Șuruburile din oțel inoxidabil ar trebui să fie supuse unor teste precum testarea rezistenței la tracțiune, testarea durității și testarea impactului pentru a verifica dacă pot efectua atât în condiții de înaltă presiune, cât și la temperaturi înalte.3
